我国能源问题的现状与对策.docx

我国能源问题的现状与对策 1 实现了国产化管理 中国大型储水设计技术的发展可分为四个阶段。第一阶段为整体技术引进,包括材料、设计技术及施工技术,如20世纪80年代中期在大庆、秦皇岛建设的10×104m3储罐;第二阶段实现了设计技术及施工技术国产化,仅高强度材料进口,如20世纪90年代在上海、镇海、兰州、黄岛等地建设的10×104m3储罐;第三阶段全面实现了国产化,从高强度材料、设计技术及施工技术,如在北京燕山建设的4台10×104m3储罐。第四阶段是大型储罐的设计跨入世界先进行列,国内已设计建成15×104m3储罐,如在江苏仪征和甘肃兰州建设的15×104m3储罐。 2 年日本大型储罐 大型储罐在国外的发展起步较早,1962年美国首先建成10×104m3大型储罐;1967年委内瑞拉建成了15×104m3大型储罐;1971年日本建成了16×104m3大型储罐;接着沙特阿拉伯建成20×104m3巨型储罐。 3 罐组+大型油罐+小型油罐+罐组投资 通过大量大型储罐的设计、建造和使用发现,采用大容量油罐储油具有节省钢材、减少占地面积、方便操作管理、减少油罐附件及管线长度和节省投资等优点。经过测算和比较,在总库容相同的情况下,由大型油罐组成的罐组比小型油罐组成的罐组节省投资。以某个300万立方米的原油战略储备库为例,采用20座15×104m3油罐的方案比30座10×104m3油罐的方案可节约投资近1亿多元,经济效益非常明显。而从目前国内外的经济发展及国家需要建设大量的大型储备库情况来看,我国油罐生产的大型化,将成为发展的趋势。 4 储蓄大型的发展方向 4.1 罐壁厚度和罐壁高度的计算 目前,在国外油罐工程建设项目中,使用的主要规范有美国的API650、英国的BS2654、日本的JIS B 8501等。其中广泛采用美国石油学会标准API650。事实上,API650标准已经成为国际上设计建造油罐的通用标准。通过对建成的大型油罐罐壁应力分析结果来看,采用API650标准进行设计,罐壁应力分布比较平缓,有利于提高油罐的安全性。鉴于上述原因,大型油罐采用美国石油学会标准API650进行设计比较合理。 在以上几个国家储罐的设计标准中,罐壁强度的计算公式和系数的选取上有所不同,但基本理论都是根据储液的静压力作用在罐壁上所产生的环向应力,用定点法或变点法计算罐壁的厚度,计算公式见表1。 由公式可以看出罐壁的计算厚度与罐壁材料、储液密度、焊缝系数和储罐内径、高度等参数有关。设计容积一定时,其储罐直径、罐壁高度按经济尺寸,规范和法规来确定,而其它参数的选取决定储罐的设计水平。 规范中的的安全系数,从表1中可以看出,我国的安全系数与世界发达国家相比是一致的。由于地理位置的原因,只有日本的安全系数偏大。 规范中的焊缝系数,反映了一个国家的技术政策和技术水平,合理地确定焊缝系数是关系到储罐的安全和经济的一个重要指标。从表1中可以看出,规范中各国在焊缝系数选择上差异较大。储罐上的焊缝是储罐遮操作时受力的薄弱环节,分析国内外大量的储罐破坏事故,多发生在焊缝或焊缝热影响区的金属部分。在一般情况下,焊缝金属强度和母材金属强度相等,甚至超过它。但由于焊缝和焊缝热影响区受高温影响强度削弱,因此,必须采用焊缝系数补偿焊接时可能产生的强度削弱,焊缝系数与无损探伤的技术水平也是直接相关的。世界上工业发达的国家,如美国和英国取的焊缝系数φ=1。 依据我国的大型储罐的制造、施工水平和无损检验水平,储罐的设计标准中取焊缝系数φ=0.9还是比较符合中国的实际情况。但在设计容量大于5×104m3容积以上的大型油罐,我国的储罐设计标准,具有一定的局限性。应借鉴国外的设计规范,罐壁焊缝系数取φ=1比较符合中国的实际。大型储罐设计时,罐壁焊缝系数取φ=1在技术上是可行的。规范中各国罐壁高度H的选取,在SH3046标准中H为罐壁高度或溢流口高度,对于浮顶罐和拱顶罐在罐壁上无溢流口,因此计算罐壁时H取罐壁的实际高度。而在API650标准中H为储液高度,拱顶罐和浮顶罐的罐壁实际高度要高于储液高度1～1.5米,在其它参数相同时,按SH3046标准计算比按API650标准计算,每层罐壁约增加厚度1～4mm。因此按API650标准设计大型储罐可节省投资。 4.2 高炉钢板浮顶油罐 随着油罐的大型化而产生的主要问题之一就是对材料的要求更高。为了避免底层罐壁过厚带来的整体热处理问题和解决焊接问题,对于大型油罐的设计,均采用高强度钢。在日本,10×104m3、12×104m3、16×104m3大型油罐普遍使用屈服强度490MPa级的调质钢,例如SPV490Q、WEL-TEN62等。这类材料强度高、韧性好、碳当量较低、焊接性能较好。事实上,这类材料的发展和推广促进了油罐的大型化。因此,大型油罐一般采用屈服强度49